光通信系统中基于四波混频(FWM)效应的幅度限制器
四波混频（fwm）效应时发生在具有非线性介质中的一种三阶非线性效应，在光通信系统中，可以用来构成波长转换器、相位不敏感的光学参量放大器（fopa）和相位敏感的光学参量放大器、逻辑运算器、限幅器等。
能够产生四波混频（fwm）效应的非线性介质包括高非线性光纤（hnlf）、半导体光放大器（soa）、特定结构的微腔等。而且，四波混频（fwm）效应的产生需要光波之间满足一定的相位匹配条件，四波混频输出后的光波之间满足确定的频率和相位关系，因此，也常用fwm效应产生相位共轭光波（opc）。常见的几种fwm现象类型如下图所示：
其中，利用图(c)所示的单泵浦与信号进行的fwm的装置，可以利用fwm的饱和效应，对光信号进行幅度限制，即实现对幅度噪声的压缩，实现幅度再生功能。2005年，masayuki matsumoto等人分析了在光纤传输系统中利用fwm构成光限制器对psk信号传输性能的提升，同时，通过基于fwm构成的限幅器前后，信号光波长未发生改变。2008年，masayuki matsumoto又分析了在幅度受限器中使用光纤参量放大器（fopa）的饱和效应时，相位噪声产生的机理，对于高功率的泵浦光，会对fopa输出的信号中引入较大的相位噪声，可以通过优化输入的泵浦光功率，使由于饱和效应产生的相位噪声最小。典型的基于fwm的限幅器如下图所示：
除了单信道光信号利用基于fwm的限幅器实现幅度噪声压缩，对于时间交织的多信道ook/dpsk光信号，当引入自适应的延迟控制后，也可以利用单泵浦的饱和fwm实现对多信道光信号的幅度噪声压缩。
对于单泵浦与信号光这类fwm结构，输入与输出信号的功率转移曲线如下所示。从图中可以看出，随着输入信号功率的增大，输出功率曲线呈现抛物线类型的变化趋势，而且存在一个较为平坦的输出功率区域，在此区域内的输出功率并不随输入功率的增加而明显增加，即为fwm的饱和效应。
由于fwm效应可以用来产生于信号光共轭的闲频光，因此，也可以利用fwm的饱和现象实现对闲频光的幅度噪声压缩。2014年，claudio porzi等人在单个soa中对dpsk信号利用饱和fwm实现了相位保留的幅度再生功能，而且信号光和闲频光都具有幅度再生现象。这种对幅度进行压缩的功能不仅可以用到光信号的幅度再生中，还可以结合xpm效应实现对光信号的格式转换中。2013年和2018年，b. zhan和刘红等人也分别利用单泵浦fwm实现了8qam信号和星型8qam信号向qpsk信号的格式转换，达到了对信号不同幅度状态的归一化处理。
除了简单的单泵浦类型的fwm之外，还有双泵浦的简并与非简并fwm类型，可以构成功能更为多样复杂的光放大器，实现对光信号相位和幅度噪声的同时压缩。
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其中，利用图(c)所示的单泵浦与信号进行的fwm的装置，可以利用fwm的饱和效应，对光信号进行幅度限制，即实现对幅度噪声的压缩，实现幅度再生功能。2005年，masayuki matsumoto等人分析了在光纤传输系统中利用fwm构成光限制器对psk信号传输性能的提升，同时，通过基于fwm构成的限幅器前后，信号光波长未发生改变。2008年，masayuki matsumoto又分析了在幅度受限器中使用光纤参量放大器（fopa）的饱和效应时，相位噪声产生的机理，对于高功率的泵浦光，会对fopa输出的信号中引入较大的相位噪声，可以通过优化输入的泵浦光功率，使由于饱和效应产生的相位噪声最小。典型的基于fwm的限幅器如下图所示：
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